横山亮次奖  |  百年刊庆  |  中文  |  English

阅读排行

  • 一年内发表的文章
  • 两年内
  • 三年内
  • 全部
Please wait a minute...
  • 全选
    |
  • 计算机科学与技术
    谢天, 于灵云, 罗常伟, 谢洪涛, 张勇东
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(9): 1350-1365. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.21.002
    摘要 (3087) PDF全文 (1329)   可视化   收藏    CSCD(3)
    由于现有深度人脸伪造软件通常是开源的或者被封装为APP免费分发, 导致了虚假视频的泛滥。 因此开展针对深度人脸伪造检测技术的研究就显得尤为重要。 目前, 深度人脸伪造及检测技术正处在快速发展时期, 各种相应的算法也在不断更新迭代。 本文首先介绍了深度人脸伪造和其检测技术的代表性算法并给出简要分析, 其中深度人脸伪造技术包括身份替换、 面部重演、 属性编辑、 人脸生成等, 检测技术包括图像级伪造检测技术和视频级伪造检测技术。 然后归纳总结了常用的深度人脸伪造与检测数据集及不同算法的评估结果, 最后讨论了伪造技术及其检测技术目前面临的主要问题及发展方向。
  • 计算机科学与技术
    王昀, 胡珉, 塔娜, 孙海涛, 郭毅峰, 周武爱, 郭昱, 张皖哲, 冯建华
    清华大学学报(自然科学版). 2024, 64(4): 649-658. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.042
    摘要 (2165) PDF全文 (881) HTML (30)   可视化   收藏    CSCD(7)
    大语言模型是自然语言处理的核心研究内容之一, 已广泛应用于包括政务在内的诸多领域。 首先, 介绍了统计语言模型、 神经网络语言模型等早期语言模型的研究进展; 其次, 重点综述了大语言模型研究进展; 最后, 介绍了大语言模型在政务领域的应用情况, 包括政务文本分类、 政务问答、政务命名实体识别、 舆情风险识别和政务关系抽取, 并提出政务大语言模型研究需要解决的问题, 即数据多模态化、 正确面对 “模型即服务” 趋势、 注重数据高安全性、 明确责任边界。 此外, 还提出了政务大语言模型研究的技术路径。 大语言模型正处于蓬勃发展的阶段, 随着中国推动人工智能技术研究及其在政务领域的应用, 大语言模型将在政务领域发挥更大作用。
  • 低碳交通与绿色发展
    王妍, 欧国立
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(11): 1693-1706. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.033
    摘要 (1723) PDF全文 (651) HTML (20)   可视化   收藏   
    气候变化问题十分复杂,涉及环境、经济和社会等诸多层面因素,交通排放是影响气候变化的重要因素。该文聚焦可计算一般均衡(computable general equilibrium,CGE)模型在交通政策研究中的应用,共采集涵盖科学引文数据库、科学指南、中国知网等主要数据库的78篇实证研究文献,其中超过50%的文献关注了低碳交通政策的影响。通过梳理文献发现:目前低碳交通政策评估领域的CGE模型实证研究尚处于起步阶段,未来低碳交通CGE模型建模可从政策研究、模型构建和协同效益3个方面进行深入研究。该文提出了将“避免型/转换型/改善型-规划/制度/经济/信息/技术(avoid/shift/improve-planning/regulatory/economic/information/technological,ASI-PREIT)”结构的低碳交通政策矩阵纳入可达性因素的空间可计算一般均衡(spatial computable general equilibrium,SCGE)模型的建模思路,并进行了协同环境—经济—社会效益的低碳交通广义协同效益研究,为拓展低碳交通问题的研究提供参考思路。
  • 大数据
    赵兴旺, 侯哲栋, 姚凯旋, 梁吉业
    清华大学学报(自然科学版). 2024, 64(1): 1-12. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2024.21.001
    摘要 (1667) PDF全文 (634) HTML (21)   可视化   收藏   
    多视图图聚类旨在挖掘多视图图数据中蕴含的簇结构,近年来得到了研究者的广泛研究。然而,现有大多数方法在不同视图信息的融合过程中同等对待各个视图,未能根据视图质量分配相应权重,而且处理具有属性和图的数据时面临一定困难。该文提出了一种基于注意力机制的两阶段融合多视图图聚类算法。首先,应用图滤波器过滤高频噪声,各个视图获得更适用于下游聚类任务的节点平滑表示;其次,基于注意力机制融合各个视图特征滤波后的平滑表示,并为拓扑融合阶段提供初始化权重;然后,在拓扑融合阶段,将不同视图加权融合的Laplace矩阵与融合的特征表示输入编码器得到嵌入表示,并构造优化函数对权重和嵌入表示进行优化,可以为质量较好的视图分配较大权重,同时产生更加紧凑的嵌入表示;最后,通过对嵌入表示执行谱聚类得到最终的聚类结果。将该算法和已有的相关聚类算法在真实数据集上进行了实验分析。结果表明,相比已有算法,所提出的算法在处理多视图图数据方面更加有效。
  • 航空航天
    林威全, 许航瑞, 兰旭东
    清华大学学报(自然科学版). 2024, 64(9): 1521-1535. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2024.27.024
    摘要 (1534) PDF全文 (1328) HTML (27)   可视化   收藏    CSCD(1)
    随着空天领域技术的发展和人类对高性能飞行器的不懈追求, 设计开发适用于多工况的高超声速飞行器成为当前研究热点。动力装置是高超声速飞行器的关键系统, 但现有动力型式各有优劣, 很难直接满足多工况、 大速域的飞行要求。于是, 多型动力组合成为主要发展路径。其中, 涡轮基组合循环发动机(TBCC)具有飞行包线宽、 可重复使用、 单位推力大等优点, 最有希望成为二级入轨航天器、 高超声速飞行器的动力装置。本文对TBCC基本原理、 发展情况及典型方案进行探讨, 分类总结和分析了TBCC的关键技术, 并对TBCC等组合发动机的发展路线作出展望。
  • 建设管理
    李恩源, 刘洪玉, 朱恩伟
    清华大学学报(自然科学版). 2024, 64(2): 173-180. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.22.045
    摘要 (1476) PDF全文 (546) HTML (23)   可视化   收藏   
    土地市场是房地产市场的重要组成部分,是房地产市场能否实现平稳健康发展的关键,对宏观经济、政府财政和金融稳定具有重要影响。然而,中国土地市场中参与者盲目扩张、不理性购地的现象突出,不利于稳地价、稳房价、稳预期政策目标的实现和土地市场的健康发展。该文利用北京土地市场企业参与竞拍的微观数据,分析赢者诅咒现象是否存在;并通过构建股票市场收益率的决定模型,分析其影响因素。结果表明:赢者诅咒现象存在于北京土地市场,市场会对最终出价溢价率高的竞得者产生负面评价,联合竞拍等方式有助于参与者合理出价。
  • 经济与公共管理
    朱武祥, 廖静秋, 詹子良, 谭智佳
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(9): 1467-1482. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.21.008
    摘要 (1428) PDF全文 (466)   可视化   收藏   
    财务危机预警一直受到企业、 投资者和政府的关注, 但已有预警模型方法的预警能力不能满足市场期许, 甚至引发争议, 政府部门、 市场主体对优化债券违约风险识别与预警方法的需求强烈。 该文系统梳理了1932至2020年间256篇财务危机预警文献, 从财务危机的概念基础、 预警模型的原理及迭代、 预警指标选取、 预警效率评估等维度进行了述评, 指出了现有财务危机预警模型研究的3个现象、 方法论特征及局限性。 提出了一个跨模型可比的财务危机预警模型评价框架和“一个原则、 三个方向”研究改进展望, 主张回归金融原理, 从而更加精确地进行企业财务危机绝对风险的评估、 预警与治理。
  • 论文
    付雯, 温浩, 黄俊珲, 孙镔轩, 陈嘉杰, 陈武, 冯跃, 段星光
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(7): 1068-1077. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.025
    摘要 (1410) HTML (27)   可视化   收藏    CSCD(3)
    为满足特大型水利水电工程中的大直径超长距离引水隧洞定期检测的重大需求,智能化水下机器人系统成为当前的研究热点。为提高水下机械臂建模的准确性与控制能力的精准性,该文首先提出一种融合Newton-Euler方程、Morison方程与非线性摩擦力的水下机械臂动力学模型建模及参数辨识方法,并在补偿已辨识模型的基础上,设计了一种利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络补偿系统未建模与建模误差的自适应滑模控制方法。通过仿真,该文证明了该方法比传统比例积分微分(proportional integral differential,PID)控制和一般RBF网络自适应滑模控制具有更高的控制精度。
  • 综述
    陈永灿, 陈嘉杰, 王皓冉, 巩宇, 冯跃, 刘昭伟, 祁宁春, 刘梅, 李永龙, 谢辉
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(7): 1015-1031. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.015
    摘要 (1397) PDF全文 (522) HTML (19)   可视化   收藏    CSCD(4)
    作为重大工程关键构筑物的引水隧洞具有洞线长、洞径大、高水压、围岩地质复杂等特点,长年运行会导致引水隧洞出现裂缝、塌方、露筋等典型缺陷,如不加以防范,将严重影响工程安全运行,传统人工检测存在周期长、安全风险高、漏检率高、获取信息量不足等问题。针对特大型水利水电工程中的大直径超长距离引水隧洞定期检测的重大需求,研发多功能“子母式”水下机器人系统,突破在水体浑浊、高水压、附着淤积、局部可达困难等复杂水下环境机器人的远程供电、协同作业、智能巡检、缺陷识别、安全评估等关键技术,完成引水隧洞结构安全分级与风险评价,实现水下机器人“巡、检、控、诊、用”全过程集成,并在南水北调东线工程、锦屏二级水电站等国家重大工程中示范验证。研究成果可显著提高检测效率,大幅降低巡检成本,提高经济效益,同时具有广阔的产业与应用前景,如促进人工智能学科和水利学科交叉融合、引导特殊环境机器人产业发展、提升我国相关领域技术及装备水平等。
  • 低碳交通与绿色发展
    宋媛媛, 姚恩建, 徐洪磊, 黄全胜, 吴睿, 王人洁
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(11): 1707-1718. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.021
    摘要 (1366) PDF全文 (512) HTML (22)   可视化   收藏    CSCD(4)
    交通运输是产生碳排放的主要领域之一,也是受气候变化影响最显著的行业之一。中国交通运输领域在减缓和适应气候变化方面仍面临诸多问题和挑战,交通运输应对气候变化的政策工具、手段措施、基础能力等还存在一些不足。该文从减缓和适应2个角度出发,梳理了各国在应对气候变化领域开展的政策与行动,分析了中国交通运输领域应对气候变化的工作基础及存在的问题,提出了交通运输减缓和适应气候变化的重点领域、总体策略和路径,以及提升中国交通运输领域应对气候变化能力的思路和建议,以支撑交通运输领域高质量发展和实现中国应对气候变化目标。
  • 低碳交通与绿色发展
    黄爱玲, 王子吉安, 张哲, 李名杰, 宋悦
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(11): 1729-1740. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.034
    摘要 (1358) PDF全文 (482) HTML (16)   可视化   收藏   
    为解决机场枢纽旅客疏散需求与陆侧交通运力供给的精准适配难题,该文在分析运力配置与旅客出行方式选择相互作用机理的基础上,建立了面向大型机场陆侧大巴、轨道交通、出租车和私家车等多交通方式协同的运力匹配双层规划模型。首先,以出行时间、出行费用、准时度和舒适度4个指标作为特征变量构建了多交通方式选择效用函数。其次,综合考虑各交通方式的协同与服务水平特点,建立了运力匹配双层规划模型:上层模型以企业运营成本、旅客候车成本和碳排放环境成本三者之和最小化为目标,对公共交通线路的发车时间间隔、出租车到达率进行优化;下层模型基于随机用户均衡-Logit模型,在上层生成的运力配置方案的基础上,实现客流面向多交通方式的分配。再次,该文提出了一种改进的遗传算法以求解模型,通过嵌套连续平均算法与预搜索机制提高下层模型的计算效率,进而提升综合求解效率。最后,以北京大兴国际机场为例开展实证研究,结果表明:所构建的双层规划模型和算法能有效优化大型机场交通运力资源配置,从而达到优化陆侧交通结构、倡导绿色出行的目的。
  • 编者按
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(7): 1013-1013.
    摘要 (1254) PDF全文 (505) HTML (30)   可视化   收藏   
  • 计算机科学与技术
    张洋, 江铭虎
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(9): 1390-1398. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.21.013
    摘要 (1230) PDF全文 (537)   可视化   收藏   
    作者识别是通过分析未知文本的写作风格推断作者归属的交叉学科。 现有的研究多基于字符和词汇特征, 而句法关联信息在研究中鲜有涉及。 该文提出了基于句法树节点嵌入的作者识别方法, 将句法树的节点表示成其所有依存弧对应的嵌入之和, 把依存关系信息引入深度学习模型中。 然后构建句法注意力网络, 并通过该网络得到句法感知向量。 该向量同时融合了依存关系、 词性以及单词等信息。 接着通过句子注意力网络得到句子的表示, 最后通过分类器进行分类。 在3个英文数据集的实验中, 该文方法的性能位列第2或3位。 更重要的是, 依存句法组合的引入为模型的解释提供了更多的方向。
  • 大数据
    胡明昊, 王芳, 徐先涛, 罗威, 刘晓鹏, 罗准辰, 谭玉珊
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(9): 1309-1316. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.21.010
    摘要 (1226) PDF全文 (452)   可视化   收藏    CSCD(1)
    互联网开源渠道蕴含大量国防科技信息资源, 是获取高价值军事情报的重要数据来源。 国防科技领域开放信息抽取(open information extraction, OpenIE)旨在从海量信息资源中进行主谓宾-宾补(SAO-C)结构元组抽取, 其对于国防科技领域本体归纳、 知识图谱构建等具有重要意义。 然而, 相比其他领域的信息抽取, 国防科技领域开放信息抽取面临元组重叠嵌套、 实体跨度长且难识别、 领域标注数据缺乏等问题。 本文提出一种国防科技领域两阶段开放信息抽取方法, 首先利用基于预训练语言模型的序列标注算法抽取谓语, 然后引入多头注意力机制来学习预测要素边界。 结合领域专家知识, 利用基于实体边界的标注策略构建了国防科技领域标注数据集, 并在该数据集上进行了实验, 结果显示该方法的F1值在两阶段上比长短期记忆结合条件随机场(LSTM+CRF)方法分别提高了3.92%和16.67百分点。
  • 综述
    徐鹏飞, 陈梅雅, 开艳, 王子鹏, 李新宇, 万刚, 王延杰
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(7): 1032-1040. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.018
    摘要 (1188) PDF全文 (459) HTML (20)   可视化   收藏    CSCD(5)
    中国是水电大国,水电站大坝除涉及自身经济效益外,还关系到人民生命财产安全,因此需要定期开展大型水电站坝体缺陷检测,确保水电站大坝安全运行。目前,使用有缆遥控水下机器人(remotely operated vehicle,ROV)进行水电站坝体缺陷检测能减少人工检测带来的诸多不利,同时提高检测精度和效率。该文对大坝环境条件和水电站坝体缺陷检测的主要内容进行了调研,梳理了大型水电站坝体检测ROV的研究现状,从坝体检测ROV总体技术、吸附技术、动力系统、检测技术、水下定位与控制系统等方面,分析了ROV在国内外水工检测领域的技术研究进展,并对坝体检测ROV关键技术的发展趋势进行了展望。
  • 低碳交通与绿色发展
    王月, 姚恩建, 郝赫
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(11): 1741-1749. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.024
    摘要 (1159) PDF全文 (424) HTML (14)   可视化   收藏    CSCD(2)
    优化出行结构、提升出行效率、降低交通碳排放是交通绿色低碳发展的重要路径。该文提出一种低碳导向的多模式交通出行服务定价调节策略,从出行服务商、出行者和环境角度出发,以服务商收益最大化,网络出行时间和交通碳排放量最小化为目标,构建多目标优化模型,在考虑出行者出行方式和路径联合选择行为的情况下对网络流量均衡分配,实现多方式协同出行和碳排放管理精细化。算例分析结果表明:服务商通过定价调节能优化网络出行结构、缓解小汽车路段拥堵状况、提高公共交通的分担率,同时实现自身盈利和交通碳排放量下降的目标。不同的优化结果表明:服务商不能仅追求自身收益最大化,还需要综合考虑出行者出行成本和出行方式对交通环境的影响,承担交通系统的协调与减排责任。该文明确了出行服务商在交通绿色低碳发展中的盈利空间和应承担的责任,为服务定价策略提供参考依据。
  • 大数据
    杨波, 邱雷, 吴书
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(9): 1339-1349. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.22.030
    摘要 (1152) PDF全文 (443)   可视化   收藏    CSCD(1)
    协同过滤算法被广泛运用于各类大数据的推荐系统中, 能够向用户推荐与该用户类似的用户感兴趣的信息。 随着深度学习, 尤其是图神经网络的发展, 基于图神经网络的协同过滤算法受到了越来越多的关注。 基于图结构的协同过滤模型通常将用户与条目的交互信息建模为二部图, 然后利用二部图的高阶连通性建模捕获用户与条目之间的隐藏关系。 但是, 这种二部图模型没有将用户之间的相似关系和条目之间的相似关系明确建模。 此外, 二部图的稀疏性会产生图中高阶连通性依赖问题。 为此, 该文提出了一种基于异质图卷积神经网络的协同过滤模型, 将用户之间的相似度和条目之间的相似度显式地编码到图结构中, 使得用户与条目的交互关系被建模成异质图。 异质图结构使用户之间的相似度与条目之间的相似度能被直接捕获, 降低了对高阶连通性的依赖, 同时缓解了二部图过于稀疏的问题。 该文在4个典型的数据集上进行了实验, 并与4种经典模型进行了对比, 结果表明所提出的模型效果较好。
  • 航天航空工程
    陈忠灿, 张凯, 李枫, 赵月, 武健辉, 贺棋楝, 陈民
    清华大学学报(自然科学版). 2024, 64(2): 318-336. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.047
    摘要 (1148) PDF全文 (394) HTML (25)   可视化   收藏    CSCD(4)
    随着高焓、长时间热环境下飞行器热防护技术需求提升,新型空天飞行器亟待发展更高效的热防护技术。发汗冷却技术具有防热效率高、不改变结构雏形等优点,应用前景广阔。该文探讨了发汗冷却技术应用于飞行器热防护的优势和挑战,从性能评估快速计算、流动传热数值仿真、冷却机理与性能考核实验、效能最优控制算法和应用结构型式优化等方面进行了综述,总结了发汗冷却技术的研究现状和最新进展,分析了当前研究存在的问题,并给出了建议。系统复杂、冷却剂输运不均、工作过程不易稳定控制和建立高精度预测模型难度大是发汗冷却技术用于飞行器热防护时存在的难点。现有研究存在预测模型适用范围有限与准确度较低、实验测量手段单一、控制策略难以实现系统最优和新型结构方法缺乏工程细化方案等不足。微/介观尺度精细化数值计算模型、先进可视化实验测试手段、快速响应精确控制策略、自驱动与自适应结构工程化方案和主被动组合式热防护是后续研究的重点方向。
  • 计算机科学与技术
    赵传君, 武美龄, 申利华, 上官学奎, 王彦婕, 李杰, 王素格, 李德玉
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(9): 1380-1389. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.21.012
    摘要 (1129) PDF全文 (399)   可视化   收藏   
    用于文本情感分析的深度学习模型如递归神经网络等参数较多, 因此需要大量高质量标记训练数据对模型进行训练和优化。 在实际应用中, 特定领域难以获取高质量带情感标签评论数据。 在跨领域文本情感分类任务中, 针对不同领域数据分布差异性, 提出了基于句法结构迁移和领域融合的跨领域文本情感分类方法, 可以解决特定领域对带标签数据依赖问题。 句法结构迁移方面, 将依存语法特征加入到递归神经网络中, 设计了一种可迁移的依存句法递归神经网络模型, 通过句法结构迁移有效地迁移跨领域结构信息, 为情感迁移提供支撑。 领域融合方面, 在传统的最大均值差异领域度量方法上细化了跨领域同类别距离度量信息。 通过约束源领域和目标领域的分布, 可以保证2个领域距离在学习过程中尽可能减小, 有效地提取领域通用特征。 实验结果表明, 该方法比已有方法有效提高了跨领域情感分类准确率。
  • 计算机科学与技术
    贾凡, 康舒雅, 江为强, 王光涛
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(9): 1399-1407. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.21.007
    摘要 (1123) PDF全文 (409)   可视化   收藏    CSCD(1)
    近年来, 公开披露的漏洞数量越来越多, 推荐算法可以帮助软件安全人员和漏洞爱好者找到自己真正需求和感兴趣的漏洞信息。 但是用户与漏洞的交互矩阵比经典协同过滤推荐算法所分析的交互矩阵有更强的稀疏性, 严重影响了协同过滤推荐算法的使用效果。 这也是将漏洞直接作为推荐项目所必须面对的主要挑战。 为了解决这一问题, 该文引入漏洞相似性计算方法, 在基于内容的推荐算法中强调漏洞之间的普遍联系, 从而解决推荐算法的交互矩阵高稀疏性、 冷启动等问题。 同时, 充分考虑多类型用户的特点, 最终形成了基于相似性的多用户漏洞推荐算法。 通过在公开数据上的实验表明, 该算法能够实现比传统协同过滤算法更佳的准确性和有效性。
  • 水利水电工程
    郭世圆, 马为之, 卢瑞麟, 刘晋龙, 杨志刚, 王忠静, 张敏
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(12): 1924-1934. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.21.005
    摘要 (1123) PDF全文 (392) HTML (28)   可视化   收藏    CSCD(1)
    复杂工况条件下明渠流量预测是一项基础问题,通常是建立非线性偏微分方程组并数值计算,时间成本与时空步长精细程度成指数关系,需在精度与效率之间权衡。该文基于“实时感知、水信互联、过程跟踪、智能处理”水联网理论,研究了明渠水流控制中闸门上下游序列特征,结合了渠道与闸门各类动静态特征,提出了基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络的明渠流量预测方法。实验结果表明,该方法在各渠段上预测准确率均大于97%,效率在100 000条数据规模上比求解Saint-Venant方程的数值计算方法提高了308倍。该文验证了人工智能方法改进传统明渠流量预测问题的可行性,合理设计的深度学习模型可取得准确性与效率的双赢,为人工智能解决水力学问题提供了新的思路。
  • 论文
    俞和胜, 祁海鹰, 谭忠超
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(8): 1226-1235. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.25.017
    摘要 (1103) PDF全文 (365) HTML (14)   可视化   收藏    CSCD(5)
    碳达峰和碳中和战略目标对全球经济与社会发展意义非凡。能源动力行业是中国二氧化碳排放大户,也是构建新型能源系统与产业革命的主战场。日趋成熟的碳捕集、利用和封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术因高成本、高能耗面临产业界的强大阻力,转变能源结构至关重要,然而中国的资源禀赋和能源现状决定未来一段时间仍将继续依赖传统化石燃料。该文分析了催化裂解技术、碳材料和氢气利用、燃氢发电等多项前沿技术的可行性,提出了一个实现化石燃料高效清洁利用的革命性技术路线,以期高效、低排放、低成本地制备氢气和高附加值的碳材料,实现基于燃氢轮机的零排放发电。该技术路线有望解决相关能源动力企业的碳排放技术与经济难题,助力"双碳"目标实现。
  • 综述
    李衍智, 都家宇, 吴莘馨, 孙立斌, 闵琪
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(8): 1173-1183. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.25.004
    摘要 (1098) PDF全文 (423) HTML (20)   可视化   收藏    CSCD(3)
    在碳中和大背景下,能源结构转型已经成为世界能源体系发展的大趋势。核能能够有效填补煤炭减退过程中的电力及热力缺口,同时实现电力和供热领域的低碳化,具有布局灵活、应用广泛、不受气候环境和市场供应影响等优点,是保障国家能源安全的重要手段。热管是一种非能动的高效换热元件,具有运行温度范围广、结构紧凑、工作稳定可靠和安全性高等优点,应用于航空航天、能源和化工等多领域。热管多领域、多尺度、多环节地服务核工业,在先进核能发展进程中发挥了重要的作用。该文对先进核能概念设计和先进核能应用中的热管技术进行了综述,详细阐述了高温金属热管和热管冷却反应堆的设计概念和应用前景,介绍了核安全设施和核能城市服务设施中的热管,并提出先进热管技术展望。
  • 机械工程
    姚铭, 段金昊, 邵珠峰, 苑韶伦, 苏云州
    清华大学学报(自然科学版). 2024, 64(1): 117-129. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.21.022
    摘要 (1091) PDF全文 (422) HTML (16)   可视化   收藏    CSCD(1)
    自动引导车(automated guided vehicle,AGV)叉车是工业领域重要的物料运输装备,其定位精度和路径跟踪精度是提高物料运输效率、工厂自动化及智能化水平的重要基础。该文以医药行业室内结构化环境下的单舵轮AGV叉车为对象,利用基于密度的有噪声空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)算法和快速迭代最近点(fast iterative closest point,FICP)算法实现了基于反光柱的激光雷达导航定位,并提出了基于距离的异常点剔除规则,保证定位结果的稳定性及算法的鲁棒性。利用Kalman滤波算法,融合激光雷达、角度传感器和惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)的定位数据,提升了定位精度。对于AGV叉车的路径跟踪问题,建立了比例积分(proportional-integral,PI)控制器,设计了基于三阶Bézier曲线的圆弧路径,并对Bézier曲线的参数进行了优化,避免了曲率突变,提高了路径跟踪精度。实验结果表明,基于DBSCAN和FICP算法的激光雷达定位算法能够实现±3 mm的定位精度,实现了AGV叉车的准确定位;基于Bézier曲线改进后的圆弧路径跟踪误差降低了72%,直线和圆弧路径动态跟踪精度控制在25 mm以内,工作站点的重复定位精度达±12 mm,达到了预期设计要求。
  • 专题:大数据
    吴厚月, 李现伟, 张顺香, 朱洪浩, 王婷
    清华大学学报(自然科学版). 2024, 64(12): 1997-2006. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2024.21.027
    摘要 (1085) PDF全文 (424) HTML (18)   可视化   收藏   
    中文对抗样本生成作为自然语言处理领域的重要研究内容,一直受到众多学者的广泛关注。先前的中文对抗样本生成方法主要有替换字词、改变词序等,生成的对抗样本攻击效果差且容易被检测模型识别。该文提出基于攻击引导扩散的中文对抗样本生成方法DiffuAdv。将扩散模型引入中文对抗样本生成中,通过模拟文本对抗样本攻击时的数据分布来增强其扩散机制,利用对抗样本与原始样本之间的变化梯度作为引导条件,在预训练阶段指导模型的逆扩散过程,进而生成更自然且攻击成功率更高的对抗样本。在多个数据集上对自然语言处理领域的不同任务与多种方法进行了对比实验验证。结果表明,本文方法所生成的对抗样本具有高攻击成功率。此外,消融实验也验证了攻击梯度引导在提高对抗样本生成质量的有效性。经过困惑度(PPL)度量实验,本文方法所生成的对抗样本平均PPL仅为0.518,验证了其具有强鲁棒性。DiffuAdv的提出丰富了文本对抗样本生成的研究视角,也拓宽了文本情感分类、因果关系抽取及情感原因对抽取等任务的研究思路。
  • 专题:机器人工程
    蒋潇, 王松, 吴丹
    清华大学学报(自然科学版). 2024, 64(10): 1677-1685. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2024.27.023
    摘要 (1066) PDF全文 (404) HTML (17)   可视化   收藏    CSCD(2)
    长圆孔应用于工业生产可以提高装配容错, 增加装配调整量, 但其难以解析描述的特点显著增加了工业应用中视觉检测定位算法的难度, 限制了长圆孔在自动化装配结构中的应用。该文探索出一种具有鲁棒性的高精度长圆孔视觉分割定位算法, 首先分析了长圆孔几何特征, 将其描述为一种具有对称性、 缺少简单解析表达的封闭图形; 进而提出了一种基于语义分割网络和长圆孔区域退化的视觉分割定位算法, 该算法结合深度学习和传统图像处理算法, 首先构建YOLO和全卷积神经网络串联架构依次实现目标检测、 感兴趣区域提取和语义分割, 然后利用中轴变换骨架提取方法完成长圆形区域退化定位, 有效避免了语义分割输出区域形状误差对定位精度的影响, 最终得到了亚像素精度的精准检测结果。在某机器人自动装配系统中开展实验验证, 得出所提算法具备精度高、 鲁棒性好的特点, 因此具有较广阔的工业应用前景。
  • 专题:建设管理
    张红, 毕志军
    清华大学学报(自然科学版). 2025, 65(1): 1-11. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2024.22.038
    摘要 (1041) PDF全文 (896) HTML (294)   可视化   收藏   

    β系数及其稳定性对投资风险判别和资产配比选择具有重要意义。为分析房地产板块的β系数变化特征及其稳定性, 利用单指数方程测算中国A股2013—2022年房地产板块的月度和年度β系数, 并开展基于Chow检验的相邻公历月和公历年的β系数稳定性判别。研究结果表明:房地产板块的月度β系数在不同年份的变化趋势各异, 年度β系数整体先升后降; 与年度β系数相比, 月度β系数稳定性更强; 房地产板块与建筑板块β系数的整体变动轨迹具有相似性及相关性, 房地产板块β系数总体稳定性则低于建筑板块但高于金融板块。该文建议, 在使用房地产板块的中长期β系数进行投资决策时, 应根据宏观经济等因素适时修正; 进行与房地产相关的组合投资时, 需重点关注建筑业和金融业与房地产业的关联波动。

  • 论文
    陈璞, 童节娟, 刘涛, 张勤昭, 王宏
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(8): 1219-1225. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2022.25.017
    摘要 (1036) PDF全文 (401) HTML (16)   可视化   收藏   
    高温气冷堆主氦风机是清华大学自主研发的先进核能核心装备之一,对于反应堆的正常运行至关重要。主氦风机停机会导致反应堆紧急停堆,直接影响核电厂的运行,并可能带来安全风险。因此,需要评估主氦风机的可靠性,并对主氦风机开展预防性维修策略研究,以保障高温气冷堆核电厂高质量运行。首先,该文使用故障模式、影响和危害性分析(failure mode,effects and criticality analysis,FMECA)方法识别主氦风机的关键重要部件;然后,基于各部件的通用数据评估得出主氦风机的故障率及各部件故障率占比,为提高主氦风机的运行可靠性提供参考依据;最后,使用以可靠性为中心的维修分析(reliability centered maintenance analysis,RCMA)对主氦风机的预防性维修策略进行规划,提出预防性维修方案建议。该文研究成果可为新研核能设备提升设计质量提供参考,为其他相关核能设施开展可靠性和维修性研究提供借鉴。
  • 论文
    苏阳, 李晓伟, 吴莘馨, 张作义
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(8): 1184-1203. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.25.042
    摘要 (1008) PDF全文 (423) HTML (16)   可视化   收藏    CSCD(1)
    核反应堆蒸汽发生器二次侧的流动不稳定现象不仅会影响控制系统,而且会使设备结构的压力边界疲劳损坏。两相流不稳定性的表现形式多样、影响因素众多、机理复杂、研究方法种类多,一直是蒸汽发生器和两相流领域的经典问题之一。首先,该文介绍了两相流不稳定性的常见分类和3种典型不稳定性的机理,包括流量漂移、密度波型脉动和压力降型脉动。其次,从守恒方程出发,总结了各种研究方法。再次,系统性总结了3种典型不稳定性的研究现状,并重点介绍了清华大学核能与新能源技术研究院堆工团队的工作。然后,该文提出了使用新无量纲数描述复杂过热系统,包括两相数、过热数、无量纲泵数和无量纲旁通数,明确和统一了Froude数、摩擦数、管长和管径等对密度波型脉动的影响规律,并解释了此前研究中矛盾的结论。同时,该文给出了有关模型简化和边界条件对稳定边界影响的理论推导和证明,并明确了实验室小规模单管或简化并联管试验段及工程验证试验回路与实际核电厂蒸汽发生器及二回路系统之间的替代条件。最后,该文介绍了高温气冷堆示范工程(high temperature gas-cooled reactor-pebble bed module,HTR-PM)蒸汽发生器如何通过设计来避免不稳定性问题。
  • 建筑技术科学
    介玉新, 傅志斌, 王杨强, 殷常运
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(11): 1897-1908. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.25.033
    摘要 (975) PDF全文 (486) HTML (14)   可视化   收藏    CSCD(1)
    在大面积人工填土的地基承载力计算中,中国现行《建筑地基基础设计规范》(以下简称《规范》)不考虑对基础宽度的修正,得到的地基承载力偏小,对工程安全有利,但在一些情况下却不够经济。该文对这一问题进行探讨,分析了地基承载力的定义、度量方法、相关理论原理和容许承载力的取值方法,探讨并推测了此前在人工填土、软弱下卧层等地基承载力修正系数选择上的可能依据。考虑到当前施工和监测技术相较于早期规范制定时已有很大进步,认为在满足一定条件下可考虑修正地基承载力宽度,并且可适当提高现有的深度和宽度修正系数取值。
  • 公共安全
    王洪苹, 胡燕祝, 庄育锋, 王松
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(10): 1584-1597. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.22.036
    摘要 (970) PDF全文 (341) HTML (9)   可视化   收藏    CSCD(1)
    分析交通路网的脆弱性一直是应急管理领域中重要的研究课题。然而,随着电动汽车在交通流中的滲透率不断提高,传统的评估路网脆弱性的方法,由于缺乏考虑电动汽车的特征,因此不再能很好适用于多电动汽车场景。对此,该文提出一个双层攻击者-防御者模型来研究电气化交通路网的脆弱性。在模型外层的攻击者通过破坏网络中的关键道路,使系统性能的下降最大化;在模型内层的防御者通过动态地分配混合电动汽车和非电动汽车的交通流,使用户总旅行时间最小化。该文进一步通过对内层问题取对偶以及采用大M法,将原始的双层混合整数线性规划问题转换为一个等价的单层混合整数线性规划问题。将提出的模型应用于美国北卡罗来纳州的部分高速路网,实验结果展示了在评估电气化路网的脆弱性时,把电动汽车考虑在内的必要性,以及攻击资源等级和系统性能下降存在临界点和相变现象。该文提出的模型可以识别出系统中最关键的道路集合,为改善电气化路网的脆弱性提供理论支撑。
  • 大数据
    范晓亮, 彭朝鹏, 郑传潘, 王程
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(9): 1317-1325. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.22.029
    摘要 (962) PDF全文 (332)   可视化   收藏    CSCD(2)
    时空关联挖掘是智能交通领域的关键技术之一。 大规模交通网络中的交通流量数据具有高度非线性和复杂特征, 故精准地预测交通流量面临巨大挑战。 现有方法大多设计2个独立模块来分别捕获交通流量的时间和空间相关性, 故无法精准地对流量数据中的复杂时空相关性建模。 该文提出一种时空组合图卷积神经网络(STCGCN), 以更好地预测交通流量。 STCGCN通过构建自适应时空组合图, 并提出时空组合图卷积, 来有效揭示交通流量数据动态和复杂的时空相关性。 在美国加利福尼亚州高速公路流量公开数据集上进行了实验, 结果表明STCGCN的预测效果优于11个现有方法。
  • 机械工程
    冯消冰, 王建军, 王永科, 陈苏云, 刘爱平
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(10): 1608-1625. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2022.26.057
    摘要 (959) PDF全文 (295) HTML (9)   可视化   收藏    CSCD(2)
    大型结构件的焊接在船舶制造、油气化工、核电工程、能源电力、建筑钢构和轨道交通等高端制造领域中应用广泛,传统手工焊以及轨道小车、龙门吊等半自动焊已无法满足高效、高质量的焊接要求。大型结构件智能化焊接成为发展趋势,以无轨导全位置爬行焊接机器人为代表的智能化装备正逐步推动解决大型结构件的自动化焊接问题。该文首先系统介绍了国内外面向大型结构件焊接的智能机器人研究现状,并对有轨和无轨机器人的应用场景及优缺点进行比较,分析认为无轨爬行机器人的灵活性好、适应性强,更适用于大型结构件的焊接。其次,针对大型结构件多层多道焊接时因机械加工、装配、热变形、焊道过多、焊缝堆叠等导致的焊接精度及焊接质量难以保证等问题进行分析,认为自动打底和多层多道自动排道技术还存在多项难点亟待突破。最后,从自动打底、焊缝跟踪、多层多道自动排道方面对相关技术的探索进行归纳,预测了多模态深度学习和多传感器融合技术将成为引领焊接机器人发展的关键技术,为大型结构件的智能化焊接提供方向性指导。
  • 经济与公共管理
    杨伽伦, 王茵田
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(9): 1452-1466. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2022.21.045
    摘要 (947) PDF全文 (343)   可视化   收藏   
    该文探讨《中华人民共和国企业破产法》实施对企业创新的影响。 选取2007年《破产法》实施作为准自然实验以构建双重差分模型, 采用多期动态回归、 倾向得分匹配等办法, 并引入三因子模型特质波动率等指标衡量企业风险承担。 在《破产法》实施后, 实验组比控制组专利申请的数量增加了18.77%, 发明专利申请的数量增加了25.86%。 《破产法》的实施加强了债权人保护并提高企业风险承担水平, 使财务困境中企业的创新产出、 创新质量显著增加。 进一步分析表明, 《破产法》主要在企业治理水平高的企业、 在法治水平或知识产权保护水平高的地区更为显著。 《破产法》的推出提高了中国债权人的合法权益, 为债权人获得潜在清偿提供了强有力的保证, 进而提高企业风险容忍度, 激励了企业创新。
  • 专题:大数据分析
    李明珠, 田荣荣, 李然, 张菁, 王淑娟, 刘嘉, 徐立珍, 李彦, 赵永敢
    清华大学学报(自然科学版). 2024, 64(10): 1759-1770. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2024.21.020
    摘要 (945) PDF全文 (897) HTML (14)   可视化   收藏    审稿意见 CSCD(7)
    基于incoPat专利数据库对2003—2022年利用脱硫石膏改良剂治理盐碱地技术领域的520件专利进行计量学统计。结果表明: 利用脱硫石膏改良剂治理盐碱地的专利年申请量呈先上升后下降的趋势, 高峰时(2016年)年申请量为115件。高校和科研院所的专利授权数量高于企业, 但高校与企业联合授权的专利数量占总数的15.6%。共有37件专利获得转化且其中有7件发生质押, 占授权总数的33.3%, 均为高校转让给企业、 企业质押融资。70%以上专利的配方都由3种或以上的物料组成, 主要成分包括有机物料、 无机矿物、 微生物菌剂和养分补充剂等。与不施用或施用其他类型改良剂的土壤相比, 施用脱硫石膏改良剂的功效主要是降低土壤pH值、 碱化度及减少对作物生长有害的盐分离子, 提高土壤Ca2+、 SO42-、 全量和速效氮磷含量, 从而改良了盐碱地。整体而言, 脱硫石膏改良剂研发日趋成熟, 部分创新成果已经转化为现实生产力, 相关专利的价值也日益凸显。
  • 专题:建设管理
    金新翔, 林啸, 俞欣汝, 郭红领
    清华大学学报(自然科学版). 2025, 65(1): 35-44. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2025.22.006
    摘要 (945) PDF全文 (284) HTML (418)   可视化   收藏    CSCD(1)

    进度管理是施工管理的重要组成部分, 包含监控实际施工进度并与施工计划进行比较。传统的施工进度更新方法依赖施工人员的手动记录, 滞后性高, 更新频率慢且易出错。为解决该问题, 该文提出了一种基于建筑信息模型(BIM)和大语言模型的施工进度更新方法, 使施工人员能够通过口头上报施工进度的方式来更新建筑三维模型。通过解析工业基础类(IFC)格式的BIM文件和施工计划, 从中提取并关联构件的ID、位置信息及计划施工时间等内容, 进而建立建筑构件数据库; 通过对大语言模型进行提示词微调, 使其能够根据自然语言输入在数据库中检索构件信息和判断进度状态, 并指导Blender中的模型进行动态更新。测试结果显示:经过提示词微调后, 大语言模型在进度判断和更新指令生成方面的平均准确率达到96%, 一致性达到87%, 验证了所提出的更新方法的有效性和可行性。

  • 建设管理
    陈子潇, 梁尧, 刘洪玉
    清华大学学报(自然科学版). 2024, 64(2): 181-188. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.22.053
    摘要 (914) PDF全文 (313) HTML (1)   可视化   收藏   
    研究上市房企购地行为与其资本市场表现的关系,有助于上市房企进行市值管理以及资本市场投资者评价、选择上市企业。该文以中国A股上市房企为研究对象,通过回归分析研究房企在2009—2021年间购地数和进入城市数等购地行为对企业投资价值和风险的影响。研究结果表明:整个研究期间,上市房企投资价值与进入城市数之间存在倒U形关系,一定范围内企业投资价值随着进入城市数的增多而提高;在2017年以来的市场下行期,进入城市数对房企投资价值的提高效果降低,同时对房企风险的提高效果增大,表明资本市场对房企区域扩张型购地的反应发生了变化;购地数对房企资本市场表现的影响不及进入城市数显著;非国有、小型或上市时长较短房企的资本市场表现受其购地行为的影响更显著。建议房企关注资本市场的反馈并及时调整购地策略;资本市场投资者关注区域深耕型房企;政府要重视市场结构变化,从关注房企投资需求向关注最终空间使用需求的方向转变。
  • 公共安全
    周佳美, 吕伟, 汪京辉
    清华大学学报(自然科学版). 2025, 65(6): 1050-1059. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2025.22.015
    摘要 (908) PDF全文 (107) HTML (678)   可视化   收藏   

    在高度不确定的环境中, 供应链系统易受到突发事件的影响, 引发连锁反应, 如何刻画其风险传播特征并提升系统韧性成为关键问题。该文提出了耦合风险与信息传播的双层网络模型:风险传播层模拟企业间的风险传播情况, 信息传播层刻画风险预警信息的传播机制。通过微观Markov链(MMC)方法分析风险传播过程, 并推导风险传播阈值, 揭示了网络拓扑结构及企业个体的风险应对能力对系统稳定性的影响。构建了多维度韧性评估体系, 分析不同网络结构与信息传播速率对供应链适应性和恢复能力的作用机理。研究结果表明:调整供应链网络结构有助于提高供应链抗风险能力; 增强企业对风险的认知与应对策略可有效提升供应链的韧性, 抑制风险传播; 蓄意攻击节点度大的枢纽节点对网络系统造成的破坏最大。该研究为供应链管理提供了理论支持, 可为提高供应链的抗风险能力和优化管理策略提供决策依据。

  • 机械工程
    刘涛, 杨开明, 朱煜
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(10): 1640-1649. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.002
    摘要 (897) PDF全文 (346) HTML (0)   可视化   收藏   
    前馈控制器是光刻机工件台在高加减速工况下实现纳米级运动精度的关键环节。该文针对传统情况下四阶前馈拟合逆模型能力较差、难以完全消除参考轨迹导致重复性误差的问题,提出了一种以四阶前馈为基础,外加有理分式补偿器的前馈控制架构,并针对该有理分式补偿器控制参数整定的问题,提出了一种数据驱动的参数整定方法。该方法利用系统辨识的相关规则,将前馈补偿器参数整定过程的非凸优化问题转化为凸优化问题,进而给出了全局最优参数整定方法以及参数迭代过程中梯度、Hessian矩阵的无偏估计方法;通过光刻机工件台的实验验证了所提参数整定方法具有收敛性。实验结果表明:所提出的补偿前馈能够有效消除四阶前馈未消除的残余误差。
  • 水利水电工程
    邢月, 刘家辉, 倪广恒
    清华大学学报(自然科学版). 2023, 63(12): 1909-1923. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.21.004
    摘要 (896) PDF全文 (292) HTML (0)   可视化   收藏   
    城市人为热在冬季的气候效应比夏季更为显著,该文通过气象研究与预报(WRF)模型内置人为热揭示了人为热对城市冬季水热环境的影响机制,进一步利用大尺度城市能(LUCY)模型计算得到了北京地区高时空分辨率的人为热数据,将其耦合到WRF模型中,研究了北京地区人为热对降雪的影响,并与已有关于人为热对夏季降雨影响的研究结论进行对比分析,指出了人为热对夏季及冬季降水影响的不同之处。结果表明,人为热增加对冬季气温的影响幅度无明显阈值,但在空间的影响高度上存在阈值。人为热对夏季和冬季降水的影响机制不同,对夏季降水的影响范围和量级较大,影响机制较为复杂,而对冬季降水的影响主要集中在城市内部,主要影响降水相态。